1.1 第1课时 反应热 焓变（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1（人教版）

第一节　反应热 第1课时　反应热　焓变 [核心素养发展目标]　1.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。2.了解中和反应反应热测定的原理，实验仪器、药品，实验过程与操作。3.认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。 学习任务一　反应热及其测定 1．认识体系与环境(以盐酸与NaOH溶液的反应为例) 2．反应热 在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 3．中和反应的反应热的测定(以稀盐酸与稀NaOH溶液反应为例) (1)测定原理 通过量热计测得体系在反应前后的温度变化，再利用有关物质的比热容计算反应热。 (2)实验步骤及装置 实验装置 实验步骤 ①测量反应物的温度 ②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度) ③重复步骤①至步骤②两次 ④数据处理：取三次测量所得温度差的平均值进行计算，生成1 mol H2O时放出的热量为 eq \f(m1＋m2·c·t2－t1×10－3,nH2O) kJ 大量实验测得：在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3_kJ的热量 问题1：野餐时，一种即食即热的方便食品(如图)正悄然流行，阅读说明书分析“自热米饭”涉及哪些能量转化？明确其能量变化的体系和环境。 答案：“自热米饭”的加热原理体现了化学能转化为热能。研究其反应热时，镁和铁的混合物加入少量水即发生反应：Mg＋2H2O===Mg(OH)2↓＋H2↑，可以看作一个反应体系，待加热的米饭及周围空气看作环境。 问题2： 【实验装置】 【对比实验】 分析上述甲、乙两套装置，回答下列相关问题。 (1)用50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液在如图所示的装置中分别进行中和反应的反应热的测定，测定的结果是否相同？为什么？ 答案：不相同。因为乙方案中没有保温措施，会导致反应产生的热量散失，使温度的变化量的测量值不准确。 (2)根据上述两套实验装置对比，你认为中和反应的反应热的测定中需要注意哪些问题？ 答案：保温是中和反应的反应热测定过程中必须注意的问题。 (3)本实验中常用稍过量的NaOH的原因是为保证盐酸完全被中和。如果在反应中若因为有放热现象，而造成少量HCl在反应中挥发，则测得的中和热偏大还是偏小？ 答案：偏小。因为有放热现象导致少量HCl在反应中挥发，减少了HCl的量，故测得的中和热会偏小。 (4)根据以上甲乙两套装置总结一下中和反应的反应热测定实验成功的关键是什么？ 答案：关键有三点：一是准确配制各溶液的浓度；二是量热器要尽量做到保温绝热且可使体系温度尽快达到一致；三是量热过程中尽量保证热量不损失。 1．中和反应的反应热(简称中和热) (1)概念：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol 水所放出的热量。 (2)数值：57.3 kJ·mol－1 2．中和反应的反应热的测定 (1)实验装置分析 (2)测定步骤 (3)中和热测定的注意事项 ①实验中要用强酸、强碱的稀溶液。 ②操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。 ③测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。 ④读取中和反应的温度(t2)是反应混合液的最高温度。 ⑤测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。 ⑥中和热的数值是57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关。 3．中和反应的反应热测定的误差分析方法 (1)分析误差原理 根据中和热ΔH(即生成1 mol水时的反应热)计算公式：ΔH＝－eq \f(Q,nH2O)，若实验过程导致放热(Q)变小，则中和热(ΔH)偏大；反之若实验过程导致放热(Q)变大，则中和热(ΔH)偏小。 (2)产生误差的原因 ①量取溶液的体积不准确。 ②温度计的读数有误。 ③实验过程中有液体溅在外面。 ④混合酸、碱溶液时，动作缓慢。 ⑤隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失。 ⑥测过盐酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度。 1．“世界环境日”的主题之一是促进物质的循环利用。有专家指出，可利用太阳能对燃烧产物如CO2、H2O、N2等进行处理，使它们重新组合，实现如图所示的转化。下列说法正确的是(　　) A．在此构想的物质循环中太阳能最终转化为化学能 B．此循环过程中热能转化成为化学能 C．此循环过程有利于节能环保 D．此循环过程中没有发生氧化还原反应 解析：A.在此构想的物质循环中太阳能最终转化为热能，故A错误；B.